62金屬礦物與冶煉

1、3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高溫高溫 1、在生產(chǎn)和日常生活中應(yīng)用在生產(chǎn)和日常生活中應(yīng)用最廣泛的金屬是什么？最廣泛的金屬是什么？ 2、你對它還有什么了解？、你對它還有什么了解？ 1、鐵的化學(xué)性質(zhì)如何、鐵的化學(xué)性質(zhì)如何?赤鐵礦（Fe2O3）磁鐵礦（Fe3O4）孔雀石（Cu2(OH)2CO3）軟錳礦（MnO2）黃鐵礦（FeS2）褐鐵礦（Fe2O3nH2O）黃銅礦（CuFeS2）方鉛礦（PbS） 由于由于鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑, ,它在自然界它在自然界中以中以化合物化合物的形式存在的形式存在, , 在地殼中含量位居在地殼中含量位居金屬元素的金屬元素的第二位第二位，僅次于鋁，約

2、占地殼總，僅次于鋁，約占地殼總質(zhì)量的質(zhì)量的4.75%4.75%。 我國大型鐵礦有：遼寧鞍山、湖北大冶、我國大型鐵礦有：遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花，我省馬鞍山。四川攀枝花，我省馬鞍山。 使金屬礦物變成金屬的過程，叫做使金屬礦物變成金屬的過程，叫做金屬金屬的冶煉。的冶煉。 可在可在 一定條件下，可加入某類物質(zhì)，讓其與一定條件下，可加入某類物質(zhì)，讓其與Fe2O3中的中的O元素結(jié)合，元素結(jié)合， 主動奪取主動奪取Fe2O3中的中的“O”元元素，使素，使Fe2O3轉(zhuǎn)變成金屬轉(zhuǎn)變成金屬Fe。 CO+ Fe2O3 Fe+ 高溫高溫323CO2O3煉鐵的原理實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象1、紅色紅色的固體逐漸變成的固體逐

3、漸變成黑色黑色，且能被磁鐵吸引；，且能被磁鐵吸引；2、澄清的石灰水變渾濁。、澄清的石灰水變渾濁。3CO+ Fe2O3 3CO2 + 2 Fe高溫高溫CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O化學(xué)方程式化學(xué)方程式還原反應(yīng)和還原性 像Fe2O3這樣，氧化物失去氧的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)還原反應(yīng)。 像CO這樣，能奪取含氧化合物里的氧，使它發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)，具有還原性還原性，化學(xué)實驗和生產(chǎn)中可做為還原劑還原劑，H2、C都可以作還原劑。觀察與思考觀察與思考1、通入一氧化碳前要先、通入一氧化碳前要先 。 2、澄清石灰水的作用是什么？實驗中會出現(xiàn)、澄清石灰水的作用是什么？實驗中會出現(xiàn) 什么現(xiàn)象？什么現(xiàn)象？3

4、、尾氣應(yīng)如何處理？、尾氣應(yīng)如何處理？4、實驗中為什么要先通一段時間、實驗中為什么要先通一段時間CO，再加，再加 熱熱Fe2O3 ？5、實驗結(jié)束時應(yīng)如何操作、實驗結(jié)束時應(yīng)如何操作?6、如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？、如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？三、鐵的冶煉三、鐵的冶煉煉鐵原料：原料：鐵礦石、焦炭、石灰石設(shè)備：設(shè)備：高爐反應(yīng)原理：反應(yīng)原理：產(chǎn)品：產(chǎn)品： 生鐵用還原劑將鐵從它的化合物中還原出來提供鐵提供鐵 元素元素 a、燃燒產(chǎn)生熱量燃燒產(chǎn)生熱量b、產(chǎn)生還原劑產(chǎn)生還原劑 CO 制造爐渣制造爐渣 提供氧氣提供氧氣 主要反應(yīng)主要反應(yīng)C+O2=CO2C+CO2=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高溫高溫高溫高

5、溫點燃點燃高爐高爐純鐵純鐵鐵的合金鐵的合金生鐵生鐵鋼鋼（含碳量不同含碳量不同）（2%4.3%）硬度比）硬度比純鐵硬純鐵硬 （0.03%2%）硬度、）硬度、抗腐蝕性能增強(qiáng)抗腐蝕性能增強(qiáng) 煉鋼煉鋼原料：原料：設(shè)備：設(shè)備：反應(yīng)原理：反應(yīng)原理：產(chǎn)品：產(chǎn)品：生鐵、氧氣電爐、平爐或轉(zhuǎn)爐C+O2=CO2用氧化劑把生鐵中的雜質(zhì)氧化除去鋼高溫 生鐵鋼組成元素鐵及少量碳、硅、錳、硫、磷鐵及少量碳、硅、錳幾乎不含硫、磷碳元素含量2%4.3%0.03%2% 分類用途白口鐵：用于煉鋼白口鐵：用于煉鋼灰口鐵：制造化工機(jī)械、鑄件灰口鐵：制造化工機(jī)械、鑄件球墨鑄鐵：機(jī)械強(qiáng)度高，可代替球墨鑄鐵：機(jī)械強(qiáng)度高，可代替鋼鋼碳素鋼（低

6、碳鋼、中碳鋼、高碳碳素鋼（低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼）鋼）合金鋼（錳鋼、不銹鋼、硅鋼、合金鋼（錳鋼、不銹鋼、硅鋼、鎢鋼）鎢鋼）機(jī)械性能硬而脆、無韌性、可鑄不可鍛堅硬、韌性大、塑性好、可鑄、可鍛、可壓延對金屬而言對金屬而言:越活潑越活潑的金屬的金屬,越容易越容易與其他物質(zhì)形成與其他物質(zhì)形成化合物化合物,也就也就越難越難從化合物中還原出金從化合物中還原出金屬單質(zhì)屬單質(zhì).越不活潑越不活潑的金屬的金屬, 越不容易越不容易與其他物質(zhì)與其他物質(zhì)形成化合物形成化合物,也就也就越容易越容易從化合物中還從化合物中還原出金屬單質(zhì)原出金屬單質(zhì).金屬在自然界的存在 銀、金、鉑等金屬，化學(xué)活動性很弱，在自然界里，它們常以游

7、離態(tài)（單質(zhì)形式）存在。 活潑金屬都化合態(tài)（以化合物的形式）存在冶煉金屬的常用方法冶煉金屬的常用方法:1.活潑金屬活潑金屬(如如K Na Mg AI) 電解法電解法: 2AI2O3 = 4AI+3O22.一般金屬一般金屬(如如Zn Fe Sn Pb Cu) 熱還原法熱還原法: Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO23.較穩(wěn)定金屬較穩(wěn)定金屬(如如Hg Ag) 直接加熱法直接加熱法: 2HgO = 2Hg+O24.穩(wěn)定金屬穩(wěn)定金屬(如如Pt、Au) : 直接以單質(zhì)形式存在直接以單質(zhì)形式存在通電高溫加熱 六、有關(guān)不純物質(zhì)的計算例:要煉出含2%雜質(zhì)的生鐵1600噸,需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？解:設(shè)需要含80%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x1600噸生鐵含純鐵的質(zhì)量為：1600噸(12%)= 1568噸 高溫 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112x80% 1568噸 160 112 x80% 1568噸解得: x = 2800噸答:需這種赤鐵礦石2800噸。 小結(jié)： 1. 認(rèn)識自然界常見的礦物； 2. 煉鐵的原理和注意事項； 3. 鐵和鋼的冶煉； 4. 金屬的冶煉方法； 5. 有關(guān)不純物的計算。1.工業(yè)上以赤鐵礦（Fe2O3）為原